64万有引力理论的成就.doc

如皋市搬经中学0910学年度高一物理第一学期课堂导学单（陶勇）课时4 万有引力理论的成就（一）学习目标：了解万有引力定律在天文学上的重要应用会用万有引力定律计算天体质量、计算天体的密度，了解“称量地球质量”、“计算太阳质量”、“计算天体密度”的基本思路3认识万有引力定律科学成就，体会科学思想方法学习过程：活动一：实验室称量地球的质量（通过情景创设，了解万有引力理论的应用测量地球的质量）【情景设定1】已知引力常量为G，地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，则地球的质量为多大？（不考虑地球自转的影响）【例1】用火箭把宇航员送到月球上，如果他已知月球的半径，那么他用一个弹簧秤和一个已知质量的砝码，能否测出月球的质量？应该怎样测定？活动二：计算中心天体的质量（分析绕行体的运动，了解计算中心天体质量的方法）1、 计算太阳质量【情景设定2】已知太阳的一个行星绕太阳运动的轨道半径为r，周期为T，引力常量为G，求太阳的质量2、 计算行星的质量【例2】已知地球的一颗人造卫星距地面的高度为h，绕地球运动的周期为T，引力常量为G，求地球的质量【变式训练1】一宇航员为了估测一星球的质量，他在该星球的表面做自由落体实验：让小球在离地面H高处自由下落，经过时间t小球落地，已知星球的半径为R。试估算该星球的质量。【变式训练2】已知月球的半径为R，一宇航员在月球表面以初速度v0竖直上抛一物体，经过时间t物体落回抛出点。试计算月球的质量活动三：估算天体的密度（通过情景创设，了解天体密度的计算方法及意义）【情景设定3】若天体的半径为R，某星体绕天体运动的轨道为r，其周期为T，万有引力常量为G，则该天体的密度为多大？【情景设定4】已知引力常量为G，天体的半径为R，天体表面的重力加速度为g，则该天体的密度为多大？（不考虑天体自转的影响）说明：（1）在求天体质量时，只能求出中心天体的质量，不能求出环绕天体的质量。（2）应掌握地球的公转周期、地球的自转周期、月球的周期等，在估算天体质量时，应作为已知条件。活动四：发现新天体（阅读课本，了解新天体的发现历程）【阅读】课本P39【课堂反馈】1若已知万有引力常量为G，则已知下面哪组选项的数据不能计算出地球的质量（ ）A已知地球的半径和地球表面的重力加速度；B月球绕地球运行的周期和月球离地球中心的距离；C人造地球卫星在地面附近绕行的速度和运动周期； D 地球同步卫星距离地面的高度；2若某行星的质量和半径均为地球的一半，那么质量为50kg的宇航员在该星球上的重力是地球上重力的（ ） A、1/4 B、1/2 C、2倍 D、4倍3科学家们推测，太阳系的第十大行星就在地球的轨道上，从地球上看，它永远在太阳的背面，人类一直未能发现它，可以说是“隐居”着的地球的“孪生兄弟”。由以上信息我们可能推知 （ ）A这颗行星的公转周期与地球相等 B这颗行星的自转周期与地球相等C这颗行星的质量与地球相等 D这颗行星的密度与地球相等4. 若已知某行星绕太阳公转的半径为r，公转周期为T，万有引力怛量G，则由此可求出的物理量有（）A.某行星的质量 B.太阳的质量C.某行星的密度 D.太阳的密度5（06北京卷）一飞船在某行星表面附近沿圆轨道绕该行星飞行。认为行星是密度均匀的球体，要确定该行星的密度，只需要测量（ ）A.飞船的轨道半径 B.飞船的运行速度C.飞船的运行周期 D.行星的质量6（07江苏 ）假设太阳系中天体的密度不变，天体直径和天体之间距离都缩小到原来的一半，地球绕太阳公转近似为匀速圆周运动，则下列物理量变化正确的是（ ）A地球的向心力变为缩小前的一半B地球的向心力变为缩小前的C地球绕太阳公转周期与缩小前的相同D地球绕太阳公转周期变为缩小前的一半7已知海王星的直径为地球直径的4倍，海王星表面重力加速度与地球表面的大致相等，试估算海王星的质量。（已知地球质量M地=6.01024kg）8为了研究